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（1）智能制造为什么需要无线通信

   显而易见，智能制造过程中云平台和工厂生产设施的实时通信、以及海量传感器和人工智能平台的信息交互，和人机界面的高效交互，对通信网络有多样化的需求以及极为苛刻的性能要求，并且需要引入高可靠的无线通信技术。

  高可靠无线通信技术在工厂的应用来看，一方面，生产制造设备无线化使得工厂模块化生产和柔性制造成为可能。另一方面，因为无线网络可以使工厂和生产线的建设、改造施工更加便捷，并且通过无线化可减少大量的维护工作降低成本。

（2）无线通信网络在智能制造应用面临哪些挑战

 在智能制造自动化控制系统中，低时延的应用尤为广泛，比如对环境敏感高精度的生产制造环节、化学危险品生产环节等。智能制造闭环控制系统中传感器(如压力、温度等)获取到的信息需要通过极低时延的网络进行传递，最终数据需要传递到系统的执行器件(如：机械臂、电子阀门、加热器等)完成高精度生产作业的控制，并且在整个过程需要网络极高可靠性，来确保生产过程的安全高效。

  此外，工厂中自动化控制系统和传感系统的工作范围可以是或者几百平方公里到几万平方公里，甚至可能是分布式部署。根据生产场景的不同，制造工厂的生产区域内可能有数以万计传感器和执行器，需要通信网络的海量连接能力作为支撑。

  华为在北京怀柔率先完成了由IMT-2020(5G)推进组组织的中国5G技术研发试验无线技术第二阶段测试。在C-Band 的测试环节中，利用200MHz带宽，通过5G新空口及大规模多入多出等技术进行测试，小区峰值超过20Gbps，空口时延在0.5ms以内，单小区大于1000万连接。

和传统的移动通信技术相比，5G将进一步提升用户体验：在容量方面，5G通信技术将比4G实现单位面积移动数据流量增长1000倍;在传输速率方面，单用户典型数据速率提升10到100倍，峰值传输速率可达10Gbps(相当于4G网络速率的100倍);端到端时延缩短5倍;在可接入性方面：可联网设备的数量增加10到100倍;在可靠性和能耗方面：每比特能源消耗应降至千分之一，低功率电池续航时间增加10倍。

（1）5G 使能工业AR应用

   在未来智能工厂生产过程中，人将发挥更重要的作用。然而由于未来工厂具有高度的灵活性和多功能性，这将对工厂车间工作人员有更高的要求。为快速满足新任务和生产活动的需求，增强现实AR将发挥很关键作用，在智能制造过程中可用于如下场景：如：监控流程和生产流程。生产任务分步指引，例如手动装配过程指导;远程专家业务支撑，例如远程维护。

  在这些应用中，辅助AR设施需要最大程度具备灵活性和轻便性，以便维护工作高效开展。因此需要将设备信息处理功能上移到云端，AR设备仅仅具备连接和显示的功能，AR设备和云端通过无线网络连接。AR设备将通过网络实时获取必要的信息(例如，生产环境数据、生产设备数据、以及故障处理指导信息)。

在这种场景下AR眼镜的显示内容必须与AR设备中摄像头的运动同步，以避免视觉范围失步现象。通常从视觉移动到AR图像反应时间低于20ms，则会有较好的同步性，所以要求从摄像头传送数据到云端到AR显示内容的云端回传需要小于20mms，除去屏幕刷新和云端处理的时延，则需无线网络的双向传输时延在10ms内才能满足实时性体验的需求。而该时延要求，LTE网络无法满足。

（2）5G使能工厂无线自动化控制

   在自动化控制中，倒立摆是典型的应用。倒立摆原理用于机器人各种姿态控制、航空飞船对接控制等姿态控制等工业应用。华为X Labs通过倒立摆验证5G对极低试验自动控制的价值，研究表明，当倒立摆运行在4G模式下时，4G的过高时延，使得倒立摆的控制指令不能得到快速执行，倒立摆起摆到稳态的时间过长，达到13.2秒。

   当运行在5G模式下时，5G的1ms超低时延，使倒立摆的控制指令快速执行，起摆到稳态只用4秒。通过对比，可以看到5G低时延网络在自动控制的巨大价值，网络端到端时延从4G的50ms减低至5G的1ms。

 自动化控制是制造工厂中最基础的应用，核心是闭环控制系统。在该系统的控制周期内每个传感器进行连续测量，测量数据传输给控制器以设定执行器。典型的闭环控制过程周期低至ms级别，所以系统通信的时延需要达到ms级别甚至更低才能保证控制系统实现精确控制，同时对可靠性也有极高的要求。如果在生产过程中由于时延过长，或者控制信息在数据传送时发生错误可能导致生产停机，会造成巨大的财务损失。

此外，在规模生产的工厂中，大量生产环节都用到自动控制过程，所以将有高密度海量的控制器、传感器、执行器需要通过无线网络进行连接。

闭环控制系统不同应用中传感器数量、控制周期的时延要求、带宽要求都有差异，典型来看，周期时间和通信带宽大小的一些典型值如下：

5G切片网络可提供极低时延长、高可靠，海量连接的网络，使得闭环控制应用通过无线网络连接成为可能。基于华为5G的实测能力：空口时延可到0.4ms,单小区下行速率达到20Gbps，小区最大可支持1000万+连接数。由此可见，移动通信网络中仅有5G网络可满足闭环控制对网络的要求。

（3）5G 使能工厂云化机器人

在智能制造生产场景中，需要机器人有自组织和协同的能力来满足柔性生产，这就带来了机器人对云化的需求。和传统的机器人相比，云化机器人需要通过网络连接到云端的控制中心，基于超高计算能力的平台，并通过大数据和人工智能对生产制造过程进行实时运算控制。

通过云技术机器人将大量运算功能和数据存储功能移到云端，这将大大降低机器人本身的硬件成本和功耗。并且为了满足柔性制造的需求，机器人需要满足可自由移动的要求。因此在机器人云化的过程中，需要无线通信网络具备极低时延和高可靠的特征。

5G网络是云化机器人理想的通信网络，是使能云化机器人的关键。5G切片网络能够为云化机器人应用提供端到端定制化的网络支撑。5G网络可以达到低至1ms的端到端通信时延，并且支持99.999%的连接可靠性，强大的网络能力能够极大满足云化机器人对时延和可靠性的挑战。

华为已与德国与制造企业开展智能制造领域的合作。如与Festo共同合作基于5G切片网络的云化机器人的项目,项目通过5G uRLLC(超高可靠和低时延通信)切片网络，针对云化机器人闭环控制系统的高可靠性和实时性的满足度进行测试。

机器人的轨迹信息和控制数据在制造云中处理有助于系统计算能力的扩展和机器人平台的节能。机器人生产服务与制造云的结合意味着将工业机器人的基本功能与高性能的计算系统进行实时协同，5G切片网络使能了这一应用场景。

（4）机器人与协同设施间的通信需求

  在智能制造柔性生产中，移动机器人是关键的使能者。在生产过程中要求多移动机器人之间的协同和无碰撞作业，所以移动机器人之间需要实时进行数据交换满足该需求。移动机器人和外围设备间也需要进行通信。例如，如起重机或其他制造设施。因此移动机器人需要和周边协同设施机进行实时数据交换。 

   随着智能制造场景的引入，制造对无线通信网络的需求已经显现，5G网络可为高度模块化和柔性的生产系统提供多样化高质量的通信保障。和传统无线网络相比，5G网络在低时延、工厂应用的高密度海量连接、可靠性、以及网络移动性管理等方面优势凸显，是智能制造的关键使能者。

机器视觉、机器智能化逐渐成为现实。随着近年工业自动化中机器视觉技术的发展，视觉技术不断更新迭代，使得其在智能制造中的地位日益显现，包括生产自动化中的各种检测，定位和识别工作，以及人工智能、智能制造、无人机、自动驾驶、智能医生、智能安防等领域的进步，可以说机器视觉迎来黄金发展时期。

机器视觉的产业链可以分成上游的部件级市场、中游的集成和整装市场，以及下游的应用市场。机器视觉的上游包括光源、镜头、工业相机、图像采集卡、图像处理软件、图形交互界面、工控机等图像获取的软硬件提供商。此外还包含有电动单元、机械单元等核心零部件。

中游是集成和整机设备商，设备组装和集成环节考验的是企业性价比、深度定制以及服务优势；下游主要是应用在半导体设备和电子这种制造行业、汽车、印刷包装，还有烟草、交通等领域。由于国内机器视觉起步较晚，近年来才开始发展起来，真正的开始应用，所以中国的机器视觉产业主要集中于技术含量和价值量都较低的集成及设备组装上。而国外部分工业视觉制造商具备全产业链优势，其基本垄断了中高端市场，视觉算法软件主要有vision

   在应用方面，机器视觉工业应用广泛，主要具有四个功能，引导和定位、外观检测、高精度检测和识别。而从行业看，短期内电子和半导体制造仍是工业视觉核心的下游应用领域，主要因为半导体和电子设备制造对工业视觉技术存在刚性需求。

  工业视觉具有高精度的特点，天然适合高性能、精密的专业设备制造。以半导体制造为例，其前、中段过程都需要工业视觉的精密定位与视觉测量，后段制程中晶圆的电器检测、切割、AOI封装、检测等过程都需要大量运用工业视觉技术。

   总结来说，这是一个技术称王，毛利率极高的产业。而之前由于国外厂家垄断了核心技术和服务场景较少的原因，整个行业偏窄，而现在国内厂家开始对核心技术发起冲击，同时深耕应用场景，行业规模快速扩大，价格急速降低。但短期内行业技术还是难以突破，核心利润仍然被外资掌握。

在移动机器人领域的新“蓝海”市场中，至于谁能“破圈”成功，还有待时间给出答案，但出圈的先决条件必然是技术基础与商业价值。

起步于人工智能技术研究的海康机器人，在机器视觉技术、算法及大数据分析领域具有深厚积累，可赋予移动机器人更强的环境感知、自主定位、路径规划、协同调度能力，在移动机器人的集群调度、仓储业务优化等方面具备先天优势。

截止目前，海康机器人已服务深南电路、一汽大众、新宝电器、日日顺、日上等众多客户，应用案例覆盖了汽车、3C、电子半导体、第三方物流、零售、食品饮料、新能源、医药、电商、鞋服等行业。

在“水大鱼大”的关键时期，海康机器人正在锻炼自身“水性”，即把客户需求转换成客制化解决方案，在排位赛中脱颖而出。

由于正值产业发展初期，移动机器人市场边界暂未突破，表现出了明显的应用场景碎片化特征，这也意味着厂商没有办法利用单一产品或解决方案走天下。不同行业、不同场景、不同用户的需求全然不同；如果仅选择进入一个或少数几个行业，既不能支撑产品起量，更不利于整体解决方案的验证与迭代。

如何拓展移动机器人的应用场景，做大市场蛋糕？在海康机器人副总裁吴尧看来，为用户提供覆盖全场景的定制化产品和解决方案，让用户看到新技术的实用性和商用价值，才会在做选择时更有底气，才能正向推动移动机器人产业的成长。

目前海康机器人产品涵盖了潜伏、叉取、移载、重载系列移动机器人，可覆盖30kg-2T负载能力的全场景产品，打造了全球首款机器人换电站，实现100s换电，满足7*24H待命的高效运行。

软科技方面，海康机器人自主研发的机器人控制系统RCS-2000可以同时指挥上千台AMR协同作业，甚至是不同类别、不同导航方式的AMR；实现最优的任务分配、科学的路径规划及完善的交通动态管理，使得多系列机器人相互协作以发挥最大效能。

此外，针对仓储业务需求，海康机器人自主研发了以“货到人”为核心理念的智能仓储管理系统iWMS-1000。iWMS-1000和RCS-2000分别提供仓储、搬运两种业务对接模式的标准接口；系统支持与自动门、分播墙、PLC、梯控、门控、传送、立库带等各类外部设备对接，可满足用户个性化的业务场景和作业流程。

在软硬科技双轮驱动的基础上，海康机器人坚持每年对解决方案进行升级与迭代，不断完善产品性能指标，升级系统平台功能，包括提升单机负载能力、升级续航能力、降低移动机器人自重、优化不同行业仓储业务功能等，为用户带来更多、更优的行业场景化解决方案。 

当前，自动化、智能化、数字化已成为制造业进阶的必经之路，移动机器人作为工厂内物流的执行体，串联了生产的全流程，是实现智能工厂的重要一环。这就要求移动机器人不仅具备单体智能，同时还能达到群体智能，才能应对日益复杂的内物流需求。

简单来说，单体智能要求移动机器人不仅具有强大的环境感知能力，更为重要的是能够通过自我学习、自我调整，适应复杂多变的作业场景，增强机器人对不同应用场景的感知能力、适应能力，降低机器人对部署环境的要求，简便场地部署方案。

群体智能则是在单体智能的基础上，要求整个移动机器人“兵团”能在系统指令下，完成群体或协同作业要求，像一个小型生态系统自循环、自调整，实现系统长期稳定、高效运行。比如某台机器人发生故障，无法完成任务时，系统会在发生故障后立即告知整个“兵团”，调度系统“委派”其他机器人来完成任务，做到不影响其他设备和整个系统的正常运行。

事实上，不管是丰富的产品矩阵，智能化的平台系统设计，还是场景化的解决方案水平，对企业的研发与技术实力要求都非常高。

据吴尧介绍，目前公司仅研发团队人员已超过1500人；且公司在中国大陆设有24个办事处，各区域的技术服务人员占比近60%。

7月8日，海康机器人西安研发分公司启动仪式举行。海康机器人CEO贾永华表示，西安研发分公司的成立，是海康机器人战略布局的重要一步，公司将加大科研投入、人才培养，充分借助西安教育、科研水平的优势，促进科技成果转化应用。

持续的研发投入，将进一步提升海康机器人的整体技术实力，这也是拓展应用场景、赋能新行业的基石之一。

软硬件融合，满足千行百业需求

移动机器人作为软硬件结合的典型，硬件决定了移动机器人的物理边界，软件定义了性能的边界与智能化水平，只有将二者有机融合，提供全场景解决方案，才能让移动机器人在用户现场发挥最大效用。

吴尧指出，目前移动机器人软硬件融合的主要挑战源自行业差异。由于移动机器人存在大量的非标定制化需求，不同行业的应用场景、生产节拍、订单结构都会对机器人系统算法（如机器人调度、业务订单提总和分播波次算法等）、机器人本体功能（如执行机构、安全避障、自主建图等）提出特定要求。

为解决这一问题，海康机器人组建了包含解决方案、软硬件工程师的项目团队，从客户角度出发，解决实际场景痛点问题。具体来看，海康机器人一方面通过机器人硬件选型、导航模块、通讯模块、本体软件功能模块、算法模块的不同组合，适配出满足客户多样化需求的单体智能方案；另一方面，在群体智能，根据行业应用属性，形成模块化的软件应用功能，贴合客户场景化需求。

在生产过程中，让移动机器人执行各类仓储、搬运任务，对接梯控、门控、立库等外部设备，并实时反馈工作进度的信息指令，也需要有序集成系统软件，才能上通下达。

吴尧表示，未来海康机器人会继续在技术创新、产品研发、解决方案开发、质量管控、营销服务等方面齐步走。

将AI、5G、物联网技术融合至产品和智能方案中，落实到生产制造的每一个环节，促进新技术、新产品的大规模商用化。目前，海康机器人多款AMR都已全面支持5G技术，采用5G模组的潜伏、叉取AMR已在多个客户现场有序运行。

在产品形态上，面对库区空间有限，无人化仓储向高位货架推进的趋势，叉取式机器人成为此类环境中的作业主力；海康机器人将持续进行叉取式机器人的研发与优化，最大限度挖掘叉取式机器人的作业效能。

截至目前，海康机器人整体订单数量稳步提升，与去年同期相比显著增长。

2021年，海康机器人也将继续积极推进移动机器人标准工作。

吴尧认为，统一行业认可的标准和检测方法，可以为移动机器人的生产活动提供规范，增强用户使用移动机器人的信心，从而扩大移动机器人市场规模。截至今年5月，海康机器人参与/主导了物流机器人外部标准制定8项，其中主导国家标准3项。

在移动机器人竞争日益激烈的现状下，当被问及有望跻身头部的机器人本体企业需要具备怎样特质时，吴尧认为头部企业的决定权是在用户手中的。每家公司关注的目标用户和诉求都不一样，业务上可能会有不同的解决之道。公司之间有合作有竞争，产业是不断动态调整变化的，玩家也在变化，为此要保持一个开放的心态，围绕着用户和市场需求，看能做什么，能为用户做什么。

未来，海康机器人希望能够与更多业内伙伴相互赋能，无论是集成商或服务商，共同拓宽移动机器人的应用场景，坚持与产业发展为伴。

　　随着科技快速发展，这些年来，agv移动小车已经大量应用在生产车间。agv移动小车能做到自动搬运、自动堆垛，自动管理。工厂实现无人化操作，agv移动小车可以降低劳动强度，提高工作效率，提升安全性。同时，一些“不可能完成的任务”可以准确、快速地完成。例如：汽车、航空航天、化工等大型设备组装车间推出agv移动小车，实现点对点自动门禁处理操作，实现精制、灵活、信息、缩短物流时间、减少商品损失，降低建设投资成本。

　　那么，agv移动小车适合用在哪些场景呢？

　　agv移动小车分为：牵引车AGV，背驮AGV，滚筒AGV，移栽AGV，平衡重AGV，大前移AGV，抱夹AGV等，这些小车都有一个共通特点，就是搬运，所以我们可以理解为只要有用到需要搬运的场景，都适用于agv移动小车。

　　agv移动小车除了可以搬运，也可以实现堆垛，如平衡重，大前移等可以实现高举升，将货物堆高于几层货架之上。如滚筒AGV可适用于产线，操作台线边，输送链等对接。

　　不管是哪种行业、应用场景，agv移动小车都可以实现货物搬运，然后根据客户货物信息选择较为适合他们的车型，也可以根据客户需求进行车体的非标定制，AGV的设计不仅是为了给公司节省一大笔开支，也是为了以后更好的做到无人化的管理，提高生产效率，也可以帮助人工完成一些难以完成的场景，如医药，高空，狭小空间等。

　　机器人技术及其产品发展飞快，已成为柔性制造自动化的重要工具。采用agv移动小车，不仅能够改善仓储物流工作环境，减轻人工劳动强度，提高生产效率，还能降低生产成本。和计算机、网络技术一样，工业机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式 。